2012届高三生物步步高一轮复习课件：第3单元 第12课时光合作用和细胞呼吸相关知识与题型

第12课时光合作用和细胞呼吸相关知识与题型1．光合作用与细胞呼吸关系的图示比较(1)从反应式上追踪元素的来龙去脉①光合作用总反应式提醒O2中O原子全部来自水；CO2中C经C3进入(CH2O)，不经C5。CO2H2O②有氧呼吸反应式提醒产生的H2O中的O原子全部来自O2，与反应物H2O中O原子无关。6O2(2)从具体过程中寻找物质循环和能量流动(如图)ATP①物质循环C：CO2C3O：H2OH：H2O(CH2O)[H]②能量流动(单向、递减)光能（）各项生命活动(CH2O)CO2O2H2O[H]ATPH2OATPCH2O呼吸Ⅱ呼吸Ⅰ呼吸Ⅲ暗反应光反应光反应暗反应呼吸Ⅰ、Ⅱ呼吸Ⅲ光反应暗反应呼吸热能（主要）2.光合作用和细胞呼吸中[H]的来源和去路分析光合作用细胞呼吸来源过程2H2O4[H]+O2(1)C6H12O2丙酮酸＋4[H](2)22丙酮酸+6H2O6CO2+20[H]场所____________________________(1)___________(2)___________去路过程C3(CH2O)24[H]+6O212H2O场所________________________光酶[H]ATP、酶酶酶叶绿体基质叶绿体的类囊体薄膜上线粒体内膜细胞质基质线粒体基质提醒①光合作用中产生的[H]是还原型辅酶Ⅱ(NADPH)十分简化的表示方式(教材103页相关信息)，而细胞呼吸中产生的[H]是还原型辅酶Ⅰ(NADH)十分简化的表示方式(教材94页相关信息)，二者不是一种物质，尽管书写形式相同。②还原氢的书写形式一定不能写成H、H＋、H2，只能写成[H]或NADH，亦或NADPH。3．光合作用和细胞呼吸中ATP的来源及去路分析(1)光合作用ATP(光反应——类囊体薄膜上)ADP＋Pi(暗反应——叶绿体基质中)(2)细胞呼吸①②③都产生ATP，场所为细胞质基质和线粒体)ADP＋Pi(各项生命活动需要)提醒在无O2条件下，需氧型生物仍能产生ATP并进行主动运输，这是无氧呼吸的结果。方法规律提炼题型一光合作用与细胞呼吸在不同光照条件下气体变化规律典例1如图为某植物细胞部分结构示意图，据图分析，下列四项叙述中，正确的是()A．a、b箭头表示的是O2进出细胞的过程B．e、f箭头表示的是CO2进出细胞的过程C.以C18O2作原料进行光合作用，在较强光照下，测得含18O的呼吸作用产物的主要去向是图中的dD.以H182O作原料进行光合作用，在较强呼吸作用下，测得含18O的光合作用产物的主要去向是图中的b解析a表示叶绿体吸收CO2，b表示叶绿体释放O2，e表示线粒体吸收O2，f表示线粒体释放CO2，c表示叶绿体产生的O2被线粒体利用，d表示线粒体产生的CO2被叶绿体利用。以C18O2作原料进行光合作用，18O的转移为C18O2→有机物→C18O2，在较强光照下，光合作用速率大于呼吸作用速率，呼吸产物C18O2主要被叶绿体利用，即主要去向是图中的d。以H182O作原料进行光合作用，18O全部生成氧气，在较强呼吸强度下，氧气主要被线粒体利用，进行有氧呼吸，即主要去向是图中的c。答案C方法规律绿色植物每时每刻都在进行细胞呼吸，分解有机物、吸收O2、产生CO2。注意四种情况：(1)强光照射：光合作用速率大于细胞呼吸速率。叶绿体产生的O2的去向：供给线粒体＋释放到叶片外。叶绿体需要的CO2的来源：线粒体产生＋外界吸收。过程如图1所示：(2)中性光照：光合作用速率等于细胞呼吸速率。叶绿体产生的O2供给线粒体进行细胞呼吸。线粒体产生的CO2供给叶绿体进行光合作用，叶片与外界环境不进行气体交换。过程如图2所示：(3)弱光光照：光合作用速率小于细胞呼吸速率。叶绿体产生的全部O2供给线粒体利用。线粒体产生的CO2除供给叶绿体利用外，其余释放到叶片外。过程如图3所示：(4)黑暗情况：不进行光合作用，只进行细胞呼吸，叶片从外界吸收O2，释放CO2。过程如图4所示：变式训练1．如下图所示，图甲表示某大棚蔬菜叶肉细胞的部分结构和相关代谢情况，其中a～f代表O2或CO2。图乙表示该植物在适宜的条件下O2净产量(光合作用的O2产生量－呼吸作用的O2消耗量)与光照强度之间的关系曲线。据图回答下列问题：(1)在图甲中，b可代表______，物质b进入箭头所指的结构后与______结合，生成大量的________。(2)在适宜的条件下，若用CO2、H182O供给植物进行代谢，则甲图中的d所代表的物质应是________。(3)在图乙中，A点时叶肉细胞内生成的物质有______________，在N点后O2净产量的增长逐渐减慢并趋向平衡，其制约的内在和外在因素分别是________________、__________________。(4)在其他条件不变的情况下，适当提高棚内的温度，可以提高蔬菜的产量，此时乙图中N点向____(左、右)移动。(5)在图乙P点所处的状态时，叶绿体内ATP移动的方向是______________________。A点状态时，可以发生图甲中的哪些过程(用图中字母表示)？____；D点时发生(字母表示)______。解析该题以图解和坐标曲线的形式考查光合作用、呼吸作用的过程。两者互相提供原料，光合作用需要线粒体呼吸作用释放的CO2来合成有机物，线粒体呼吸作用要消耗光合作用产生的O2，同时会分解光合作用合成的有机物为生物生命活动提供直接的能源物质。曲线的A点光照强度为零，此时只进行呼吸作用，P点表示光合作用强度等于呼吸作用强度。答案(1)O2[H]ATP和水(2)18O2(3)CO2和H2O叶绿体的数量二氧化碳浓度(或温度)(4)左(5)从类囊体薄膜到叶绿体基质efabcd题型二光合作用与呼吸作用的相关计算典例2如图表示绿色植物鸭茅(属禾本科鸭茅属，为多年生草本植物，幼叶呈折叠状)相对光合速率(%)与叶龄的关系。请据图回答：(1)B点表示_______________________________________(2)新形成的嫩叶净光合速率(净光合速率＝真光合速率－呼吸速率)很低，从光合作用的光反应角度分析，是由于___________________；从光合作用的暗反应角度分析，是由于________________；此外还有__________________________等原因。(3)CD段相对光合速率明显下降的原因是_____________________。(4)光合产物从叶片中输出的快慢影响叶片的光合速率。若摘除花或果实，叶片光合速率随之降低的原因是________________________。(5)用与鸭茅大小相似的绿色叶片，分组进行如下实验。已知叶片实验前，在不同温度下分别暗处理1h，测其质量变化，立即再光照1h(光强度相同)，再测其质量变化，得到如下结果：组别甲乙丙丁温度/℃27282930暗处理后质量变化/mg－1－2－3－1光照后与暗处理前质量变化/mg＋3＋3＋3＋1参与光合作用的酶的最适温度大约在______；温度为30℃时，叶片真正的光合作用速率为____________。解析(1)从图中可以看出，在B点时，叶片充分展开，此时的相对光合速率为100%。(2)从影响光合作用光反应和暗反应的内部因素入手，结合嫩叶的生长状态进行分析。(3)从叶龄增大后的物质组成和结构上着手分析。(4)光合作用的产物大量运输到花和果实，摘除花或果实后，叶片中光合产物的输出受阻，光合速率随之降低。(5)黑暗中只进行细胞呼吸，光照下的增重是净光合量。按光照条件下的总光合量＝净光合量＋呼吸量进行计算，29℃时的总光合量最大，表明此时的光合酶活性最强。30℃时的总光合量＝光下净光合量＋光下呼吸量＋黑暗中的呼吸量＝3mg/h。答案(1)叶片充分展开时，相对光合速率最大(2)幼叶呈折叠状，吸收光能少、光合色素含量少(和叶绿体片层结构不发达等)光合作用所需酶含量少、活性低幼叶呈折叠状，气孔开度低(3)叶绿素的含量减少，光合酶等酶的活性降低(4)光合产物的输出受阻(5)29℃3mg/h方法规律1．光合作用速率表示方法：通常以一定时间内CO2等原料的消耗或O2、(CH2O)等产物的生成数量来表示。但由于测量时的实际情况，光合作用速率又分为表观光合速率和真正光合速率。2、在有光条件下，植物同时进行光合作用和细胞呼吸，实验容器中O2增加量、CO2减少量或有机物的增加量，称为表观光合速率，而植物真正光合速率＝表观光合速率＋呼吸速率。如上图所示。3．呼吸速率：将植物置于黑暗中，实验容器中CO2增加量、O2减少量或有机物减少量都可表示呼吸速率。4．一昼夜有机物的积累量(用CO2量表示)可用下式表示：积累量＝白天从外界吸收的CO2量－晚上呼吸释放的CO2量。5．判定方法(1)若为坐标曲线形式，当光照强度为0时，CO2吸收值为0，则为真正(实际)光合速率，若是负值则为表观光合速率。(2)若所给数值为有光条件下绿色植物的测定值，则为表观光合速率。(3)有机物积累量一般为表观光合速率，制造量一般为真正(实际)光合速率。变式训练2．将某绿色植物放在特定的实验装置中，研究温度对光合作用与呼吸作用的影响(其他实验条件都是理想的)，实验以CO2的吸收量与释放量为指标。实验结果如下表所示：温度(℃)5101520253035光照下吸收CO2(mg/h)1.001.752.503.253.753.503.00黑暗中释放CO2(mg/h)0.500.751.001.502.253.003.50下列对该表数据分析正确的是()A．昼夜不停地光照，在35℃时该植物不能生长B．昼夜不停地光照，在15℃时该植物生长得最快C．每天交替进行12小时光照、12小时黑暗，在20℃时该植物积累的有机物最多D．每天交替进行12小时光照、12小时黑暗，在30℃时该植物积累的有机物是10℃时的2倍解析光照下吸收CO2的量代表的是有机物的积累量，黑暗中放出CO2的量代表的是有机物的消耗量；35℃时该植物的有机物积累量为3，能正常生长；植物生长最快时的温度为25℃；每天交替进行12小时光照、12小时黑暗，在20℃时该植物积累的有机物为：3.25×12－1.5×12＝21mg；同理可算出其他温度条件下有机物的积累量，在所有的温度中20℃时有机物积累量最多；每天交替进行12小时光照、12小时黑暗，在10℃时该植物积累的有机物为：1.75×12－0.75×12＝12mg；在30℃时该植物积累的有机物为：3.5×12－3.0×12＝6mg；在10℃时该植物积累的有机物是30℃时的2倍。答案C题型三光合作用和细胞呼吸强度的比较及细胞呼吸类型的判断典例3某转基因作物有很强的光合作用能力。某中学生物兴趣小组在暑假开展了对该转基因作物光合强度测试的研究课题。研究中设计了下图所示的装置。请利用以上装置完成对该转基因作物光合作用强度的测试。实验步骤：(1)测定植物的呼吸作用强度，方法步骤：①_______________________________；②__________________________；③____________________________。(2)测定植物的净光合作用强度，方法步骤：①_____________________________________；②____________________________________；③______________________________________。答案(1)①甲、乙装置D中放入NaOH溶液，装置乙作为对照组②将装置甲、乙的广口瓶遮光处理，放在温度等相同的环境中③30分钟后分别记录甲、乙两装置中红墨水滴移动的方向和刻度(2)①甲、乙装置D中放入NaHCO3溶液，乙装置作为对照组②将装置甲、乙放在光照强度、温度等相同的环境中③30分钟后分别记录甲、乙两装置中红墨水滴移动的方向和刻度方法规律测定细胞呼吸作用或确认呼吸类型常采取U型管液面升降或玻璃管液滴移动的观察法，即在广口瓶或锥形瓶内放入被测生物(活种子或植